印染废水处理(lǐ)技术简述-山(shān)东贝特尔

1.2水质及水量

印染废水的水质随采用(yòng)的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物(wù)组分(fēn)差异很(hěn)大。一般印染废水pH值為(wèi)6～10，CODCr為(wèi)400～1 000mg/L，BOD5為(wèi)100～400mg/L，SS為(wèi)10 0～2 00mg/L，色度為(wèi)100～400倍。但当印染工艺及采用(yòng)的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有(yǒu)较大变化。如，当废水中含有(yǒu)涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时，废水的COD Cr将增大到2 000～3 000mg/L以上，BOD5增大到800mg/L以上，pH值达11.5 ～12，并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增大而恶化。当加入的碱减量废水中CODCr的量超过废水中CODCr的量20%时，生化处理(lǐ)将很(hěn)难适应。印染各工序的排水情况一般是：

(1)退浆废水：水量较小(xiǎo)，但污染物(wù)浓度高，其中含有(yǒu)各种浆料、浆料分(fēn)解物(wù)、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。废水呈碱性，pH值為(wèi)12左右。上浆以淀粉為(wèi)主的(如棉布)退浆废水，其 COD、BOD值都很(hěn)高，可(kě)生化性较好；上浆以聚乙烯醇(PVA)為(wèi)主的(如涤棉经纱)退浆废水，C OD高而BOD低，废水可(kě)生化性较差。

(2)煮炼废水：水量大，污染物(wù)浓度高，其中含有(yǒu)纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物(wù)等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。

(3)漂白废水：水量大，但污染较轻，其中含有(yǒu)残余的漂白剂、少量醋酸、草(cǎo)酸、硫代硫酸钠等。

(4)丝光废水：含碱量高，NaOH含量在3%～5%，多(duō)数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很(hěn)少排出，经过工艺多(duō)次重复使用(yòng)最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD 、SS均较高。

(5)染色废水：水量较大，水质随所用(yòng)染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很(hěn)高，COD较BOD高得多(duō)，可(kě)生化性较差。

(6)印花(huā)废水：水量较大，除印花(huā)过程的废水外，还包括印花(huā)后的皂洗、水洗废水，污染物(wù)浓度较高，其中含有(yǒu)浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。

(7)整理(lǐ)废水：水量较小(xiǎo)，其中含有(yǒu)纤维屑、树脂、油剂、浆料等。

(8)碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物(wù)对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅pH值高(一般＞12)，而且有(yǒu)机物(wù)浓度高，碱减量工序排放的废水中CODCr可(kě)高达9万mg/L，高分(fēn)子有(yǒu)机物(wù)及部分(fēn)染料很(hěn)难被生物(wù)降解，此种废水属高浓度难降解有(yǒu)机废水。同时可(kě)以查看中國(guó)污水处理(lǐ)工程网更多(duō)技术文(wén)档。

2　印染废水处理(lǐ)方法

目前，國(guó)内的印染废水处理(lǐ)手段以生化法為(wèi)主，有(yǒu)的还将化學(xué)法与之串联。國(guó)外也是基本如此。由于近年来化纤织物(wù)的发展和印染后整理(lǐ)技术的进步，使PVA浆料、新(xīn)型助剂等难生化降解有(yǒu)机物(wù)大量进入印染废水，给处理(lǐ)增加了难度。原有(yǒu)的生物(wù)处理(lǐ)系统大都由原来的70 %COD去除率下降到50%左右，甚至更低。色度的去除是印染废水处理(lǐ)的一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能(néng)令人满意。此外，PVA等化學(xué)浆料造成的COD占印染废水总COD的比例相当大，但由于它们很(hěn)难被普通微生物(wù)所利用(yòng)而使其去除率只有(yǒu)20%～30%。

针对上述问题，近年来國(guó)内外都开展了一些研究工作，主要是新(xīn)的生物(wù)处理(lǐ)工艺和高效专门细菌以及新(xīn)型化學(xué)药剂的探索和应用(yòng)研究。其中具有(yǒu)代表性的有(yǒu)：厌氧好氧生物(wù)处理(lǐ)工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用(yòng)研究、高效脱色混凝剂的研制等。下面从物(wù)理(lǐ)法、化學(xué)法和生物(wù)法三个方面的评述着手，介绍目前印染废水处理(lǐ)的方法及研究的状况。

2.1　印染废水处理(lǐ)的物(wù)理(lǐ)法--吸附法

在物(wù)理(lǐ)处理(lǐ)法中应用(yòng)最多(duō)的是吸附法，这种方法是将活性炭、粘土等多(duō)孔物(wù)质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物(wù)组成的滤床，使废水中的污染物(wù)质被吸附在多(duō)孔物(wù)质表面上或被过滤除去。目前，國(guó)外主要采用(yòng)活性炭吸附法(多(duō)半用(yòng)于三级处理(lǐ))，该法对去除水中溶解性有(yǒu)机物(wù)非常有(yǒu)效，但它不能(néng)去除水中的胶體(tǐ)和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有(yǒu)较好的吸附性能(néng)。Saito T.等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分(fēn)别达93%、92%和63%，活性炭吸附能(néng)力可(kě)达到500mgCOD/g炭，污水 如先曝气，则会加快吸附速率。但若废水BOD5＞200mg /L，则采用(yòng)这种方法是不经济的。

吸附处理(lǐ)使用(yòng)的吸附剂多(duō)种多(duō)样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水水质来选择吸附剂。研究表明，在pH＝12的印染废水中，用(yòng)硅聚物(wù)(甲基氧)作吸附剂，阴离子染料去除率可(kě)达95%～100%。

高岭土也是一种吸附剂，研究表明经長(cháng)链有(yǒu)机阳离子处理(lǐ)，高岭土能(néng)有(yǒu)效地吸附废水中的黄色直接染料。此外，國(guó)内也应用(yòng)活性硅藻土和煤渣处理(lǐ)传统印染工艺废水，费用(yòng)较低，脱色效果较好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理(lǐ)难度大。

2.2　印染废水的化學(xué)处理(lǐ)法

2.2.1　混凝法

主要有(yǒu)混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用(yòng)的混凝剂多(duō)半以铝盐或铁盐為(wèi)主，其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能(néng)较好，而以硫酸亚铁的价格為(wèi)最低。近年来，國(guó)外采用(yòng)高分(fēn)子混凝剂者日益增加，且有(yǒu)取代无机混凝剂之势，但在國(guó)内因价格原因，使用(yòng)高分(fēn)子混凝剂者还不多(duō)见。据报道，弱阴离子性高分(fēn)子混凝剂使用(yòng)范围最广，若与硫酸铝合用(yòng)，则可(kě)发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理(lǐ)方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很(hěn)高；缺点是运行费用(yòng)较高、泥渣量多(duō)且脱水困难、对亲水性染料处理(lǐ)效果差。

2.2.2　氧化法

臭氧氧化法在國(guó)外应用(yòng)较多(duō)，Zima S.V.等人总结出了印染废水臭氧脱色的数學(xué)模式。研究表明，臭氧用(yòng)量為(wèi)0.886gO3/g染料时，淡褐色染料废水脱色率达80%；研究还发现，连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可(kě)减少臭氧用(yòng)量16.7% 。因此，利用(yòng)臭氧氧化脱色，宜设计成间歇运行的反应器，并可(kě)考虑在其中安装隔板。

臭氧氧化法对多(duō)数染料能(néng)获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从國(guó)内外运行经验和结果看，该法脱色效果好，但耗電(diàn)多(duō)，大规模推广应用(yòng)有(yǒu)一定困难。

光氧化法处理(lǐ)印染废水脱色效率较高 ，但设备投资和電(diàn)耗还有(yǒu)待进一步降低。

2.3　印染废水的生物(wù)处理(lǐ)法

70年代以来，國(guó)内对印染废水以生物(wù)处理(lǐ)為(wèi)主，占80%以上，尤以好氧生物(wù)处理(lǐ)法占绝大多(duō)数。从现有(yǒu)情况看，我國(guó)印染废水生物(wù)处理(lǐ)法中以表面加速曝气和接触氧化法占多(duō)数。此外，鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物(wù)转盘等也有(yǒu)应用(yòng)，生物(wù)流化床尚处于试验性应用(yòng)阶段。但由于生物(wù)对色度去除率不高，一般在50%左右，所以当出水色度要求较高时，需辅以物(wù)理(lǐ)或化學(xué)处理(lǐ)。表1為(wèi)國(guó)内印染废水生物(wù)处理(lǐ)工艺运用(yòng)情况。好氧生物(wù)处理(lǐ)对BOD去除效果明显，一般可(kě)达80%左右，但色度和COD去除率不高，尤其如PVA等化學(xué)浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用(yòng)，不但使印染废水的COD 达到2000～3000mg/L，而且BOD/COD也由原来的0.4～0.5下降到0.2以下，单纯的好氧生物(wù)处理(lǐ)难度越来越大，出水难以达标；此外，好氧法的高运行费用(yòng)及剩余污泥处理(lǐ)或处置问题历来是废水处理(lǐ)领域没有(yǒu)解决好的一个难题。据资料报道，一般污泥处理(lǐ)或处置费用(yòng)占整个污水厂费用(yòng)的50%～70%(國(guó)外)，在國(guó)内也占40%左右。由于上述原因，印染废水的厌氧生物(wù)处理(lǐ)技术开始受到人们的重视，探求高效、低耗、投资省的印染废水处理(lǐ)新(xīn)技术已日显重要。

厌氧的主要处理(lǐ)构筑物(wù)是厌氧罐，Fukunaga N.等人对传统消化罐作了改造，在罐内装填固定微生物(wù)，主要是专性产碱杆菌属。染料中的偶氮基因、三苯甲烷基因以及单氮基因聚合物(wù)，都能(néng)通过厌氧分(fēn)解，通常在中温条件下进行(37℃)，水力停留时间6h，主要含甲基红染料的污水颜色能(néng)完全去除。有(yǒu)研究表明厌氧处理(lǐ)丝绸印染废水，在HRT＝1.0～1.1d，COD 去除率74%～82%，脱色率分(fēn)别為(wèi)：黑色51%、紫红色94%、玫瑰红96%、茄紫30%、大红55%。用(yòng)UASB和管道厌氧消化器直接处理(lǐ)高浓度染料废水的中長(cháng)期运行结果表明，废水中的色度和 COD去除率分(fēn)别稳定在80%和90%以上。為(wèi)了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理(lǐ)新(xīn)技术，近年来在厌氧法与好氧法的结合方面进行了大量的试验研究，获得了很(hěn)大的成功。此时与好氧法结合的厌氧处理(lǐ)已不是传统的厌氧消化，它的水力停留时间(HRT)一般為(wèi)3～5h，只发生水解和酸化作用(yòng)。这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中可(kě)生化性很(hěn)差的一些高分(fēn)子物(wù)质，期望它们在厌氧段发生水解、酸化，变成较小(xiǎo)的分(fēn)子，从而改善废水的可(kě)生化性，為(wèi)好氧处理(lǐ)创造条件。采用(yòng)这一流程，较好地解决了PVA、染料的处理(lǐ)问题。这一流程的另一大特点是，好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段，厌氧段有(yǒu)较長(cháng)的固體(tǐ)停留时间(SRT)，有(yǒu)利于污泥厌氧消化，从而显著降低了整个系统的剩余活性污泥量。因此，厌氧好氧系统中的厌氧段具有(yǒu)双重的作用(yòng)：一是对废水进行预处理(lǐ)，改善其可(kě)生化性能(néng)，吸附、降解一部分(fēn)有(yǒu)机物(wù)；二是对系统的剩余污泥进行消化。有(yǒu)废水需要处理(lǐ)的单位，也可(kě)以到污水宝项目服務(wù)平台咨询具备类似污水处理(lǐ)经验的企业。

采用(yòng)这一流程，目前主要开发了两种工艺：厌氧好氧生物(wù)炭接触工艺；厌氧好氧生物(wù)转盘工艺。两种工艺在设备和工艺上各有(yǒu)特点。

2.3.1　厌氧好氧生物(wù)炭接触氧化工艺

主要设计参数如下：调节池：HRT 8～10h；厌氧池：HRT 3～5h；好氧池：HRT 6～8h ；生物(wù)炭池：HRT 1～2h。

试验和实际应用(yòng)表明，厌氧好氧生物(wù)炭流程在上述运转参数下，对于CODCr為(wèi)800～1000mg/L的印染废水，处理(lǐ)效果完全可(kě)以达到國(guó)家排放标准，再稍加进一步处理(lǐ)还可(kě)回用(yòng)，系统的污泥趋于自身平衡。目前已有(yǒu)多(duō)家生产厂采用(yòng)该流程，运转时间最長(cháng)的达5年以上，处理(lǐ)效果稳定，而且从未外排污泥，也没发现厌氧池内污泥过度增長(cháng)。

2.3.2　厌氧好氧生物(wù)转盘

将厌氧生物(wù)转盘与好氧生物(wù)转盘串联起来，用(yòng)于印染废水处理(lǐ)，也取得了好的效果。该工艺中厌氧、好氧各有(yǒu)污泥分(fēn)离与回流装置，整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物(wù)转盘。一是為(wèi)了提高生物(wù)量，因而也缩短总的水力停留时间，二是為(wèi)了将多(duō)余的活性污泥消化在系统内部。该工艺流程也是兼备固着生長(cháng)和悬浮生長(cháng)的特点。还可(kě)通过向转盘投加絮凝剂进一步提高COD去除率和脱色率。该流程对COD、色度等的去除率均达到70%以上。适当投加微量絮凝剂，测得CODCr、色度的去除率可(kě)提高15%～20%。进一步提高厌氧池中的悬浮污泥浓度也可(kě)以提高脱色率和COD去除率。但该工艺中转盘的金属构件有(yǒu)腐蚀现象，需进一步研究解决。

3　碱减量废水处理(lǐ)方法

据资料介绍，目前处理(lǐ)碱减量废水的成熟技术在國(guó)内仍是空白。在研究该项废水的处理(lǐ)时通常采用(yòng)化學(xué)法，化學(xué)法去除对苯二甲酸有(yǒu)较好的作用(yòng)，但仍存在不少问题。

化學(xué)法处理(lǐ)碱减量废水的理(lǐ)论依据是：碱减量废水用(yòng)酸中和使pH值达到4～6后，对苯二甲酸析出，去除对苯二甲酸的碱减量废水再与涤纶仿真丝印染废水中精炼、印染等其他(tā)工艺的废水混合，综合废水的p H值一般小(xiǎo)于11，CODCr不超过1400mg/L，在此情况下采用(yòng)生化法进行治理(lǐ)，再经物(wù)化处理(lǐ)，出水即可(kě)达到國(guó)家排放标准。

通常碱减量废水处理(lǐ)的流程為(wèi)：碱减量废水→调节池→中和池→PE过滤器→出水与其它废水混合进一步生化处理(lǐ)。

采用(yòng)化學(xué)法析出对苯二甲酸作為(wèi)碱减量废水预处理(lǐ)技术，然后用(yòng)生物(wù)技术处理(lǐ)综合废水的方法是治理(lǐ)高浓度涤纶仿真丝印染废水的有(yǒu)效方法，是目前治理(lǐ)该类废水的主要途径。汕头经济特區(qū)新(xīn)昌纺织印染厂有(yǒu)限公司实际应用(yòng)表明：在原水水质浓度高、波动范围大的情况下，排放水可(kě)达到國(guó)家规定的水质排放标准。

采用(yòng)化學(xué)法处理(lǐ)碱减量废水虽然处理(lǐ)效果较好，但仍存在一些问题： (1)预处理(lǐ)工艺的最佳pH值在4～6的范围内，而碱减量废水pH值為(wèi)12～14，降低pH值需耗用(yòng)一定数量的酸，从而使运行费用(yòng)提高，这是亟待解决的问题。 (2)预处理(lǐ)产生的对苯二甲酸白色粉状物(wù)在工业上有(yǒu)回收利用(yòng)价值，但市场销路有(yǒu)待开拓。有(yǒu)废水需要处理(lǐ)的单位，也可(kě)以到污水宝项目服務(wù)平台咨询具备类似污水处理(lǐ)经验的企业。

4　结论及存在问题

印染废水是一种水量大、色度高、组份复杂的废水，水质变动范围大。在城市下水道和污水处理(lǐ)厂建设较完善的城市，废水首先在工厂作预处理(lǐ)，达到城市下水道排放标准后进行集中处理(lǐ)。废水经过预处理(lǐ)再排放可(kě)改善污水水质，降低城市污水厂处理(lǐ)负荷，同时便于根据不同的废水水质采取不同的预处理(lǐ)手段。在对印染废水进行最终处理(lǐ)时，有(yǒu)机物(wù)的去除一般以生物(wù)法為(wèi)主，对难于生物(wù)降解的印染废水，采用(yòng)厌氧(水解)好氧联合处理(lǐ)较為(wèi)合适，对易于生物(wù)降解的印染废水，可(kě)采用(yòng)一段生物(wù)处理(lǐ)。色度的去除，一般以物(wù)理(lǐ)化學(xué)方法為(wèi)主，对于规模大、处理(lǐ)水平高的工厂，可(kě)采用(yòng)電(diàn)解、化學(xué)絮凝、臭氧氧化等工艺，对于小(xiǎo)规模的工厂，可(kě)采用(yòng)炉渣过滤。

从我國(guó)染料行业废水治理(lǐ)技术的现状来看，尽管经过多(duō)年努力，已取得一批实用(yòng)技术，解决了不少问题，但总體(tǐ)上没有(yǒu)实质性的突破，特别是产品结构及工厂布局等不合理(lǐ)因素的存在，加重了废水的治理(lǐ)难度。因此，认為(wèi)解决废水问题的根本出路在于工艺改革，通过采用(yòng)先进的生产工艺来减排或不排废水。这方面國(guó)内已有(yǒu)许多(duō)成功的例子，如苯胺和邻甲苯胺的生产将铁粉还原改為(wèi)氢化还原，彻底消除了铁泥水的污染；又(yòu)如以氢化还原代替硫化碱还原用(yòng)于氨基苯甲醚的生产，彻底消除了含硫废水等。

预防和治理(lǐ)印染废水的污染是相辅相成的两个方面，如果既采用(yòng)预防措施，又(yòu)采用(yòng)各种方法积极治理(lǐ)，并做到处理(lǐ)后的水循环使用(yòng)，这不仅能(néng)降低水的消耗，而且能(néng)有(yǒu)效地减轻印染废水对环境的污染。